(57)【要約】【課題】  ラットホール等によるトラブルを未然に防止する。【解決手段】  複数のホッパに貯留されたフライアッシュを気体コンベアによりシーケンス制御を行って搬出する。シーケンス制御は、正常なフライアッシュ搬出時の実効所要時間にもとづいてしきい値時間を設定し、しきい値時間内に発生する圧力変動をラットホール等による異常事態と判定してその解消に向けて対処し、時間経過後に発生する圧力変動をフライアッシュ搬出完了によるものと判定し次操作に移行させる。ラットホール等を素早く検知して現象が軽微な間に消滅させ、残留フライアッシュが固着し、搬出に支障を来すようなトラブルにまで発展することを未然に防いで、安定したフライアッシュの搬出が可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数基のフライアッシュホッパから、気体コンベアにより１基毎、順次にフライアッシュを次工程に搬出する方法であって、個々のホッパごとに１回の搬出に要する実効時間を求め、全ホッパを平均して平均搬出時間を算出し、算出した平均搬出時間に１以下の調整係数Ｋを乗じた値をしきい値時間とし、一方でフライアッシュ搬出中における気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出方法。
【請求項２】
複数基のフライアッシュホッパから、気体コンベアにより１基毎、順次にフライアッシュを次工程に搬出する方法であって、個々のホッパごとに１回の搬出に要する実効時間を求め、ホッパ毎に１以下の調整係数Ｋを設定して前記実効時間に乗じた値を当該ホッパのしきい値時間とし、一方でフライアッシュ搬出中における気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出方法。
【請求項３】
前記の気体コンベアが、吸引式であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフライアッシュの搬出方法。
【請求項４】
前記の気体コンベアが、圧送式であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフライアッシュの搬出方法。
【請求項５】
異常発生の発信をフライアッシュホッパ内におけるラットホール発生によるものとして、所定の手順に従いラットホールブレーカーを作動させる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフライアッシュの搬出方法。
【請求項６】
複数のフライアッシュホッパ（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、各ホッパ底部の開口部に取り付けられた内容物を取り出すためのアッシュインテークバルブ（２）と、前記バルブに接続されたフライアッシュ搬出用の気体コンベア（３）と、気体コンベアの吸引駆動装置（４）又は圧送駆動装置（５）と、前記気体コンベアに接続して搬送気流からフライアッシュを分離するする気固分離器（６）と、前記気固分離器に接続されたフライアッシュ槽（７）と、前記気体コンベアに取り付けたコンベア内の圧力測定発信器（８）と、ホッパからフライアッシュを搬出するのに要する実効時間Ｔに１以下の調整係数Ｋを乗じたＫＴをしきい値時間として入力し、一方で気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、シーケンス制御装置とからなる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に重油や石炭を燃料に用いた燃焼炉において、フライアッシュ（飛灰）を貯留した複数のホッパから貯留物を気体コンベアを利用して１基毎、順次に次工程に搬出するフライアッシュの搬出方法及びその搬出システムに関する。本発明は、フライアッシュ搬出中に発生するラットホール対策として有効である。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所等の石炭燃焼炉におけるフライアッシュ搬出システムを例に、その概要を図１及び図２を参照して説明する。上記燃焼炉の燃料として使用される石炭は、炭種や銘柄によって異なるが一般に５〜３０％の不燃分が含まれ、不燃分の一部、約１０〜２０％はクリンカ灰となって燃焼炉１１の底部から落下しクリンカホッパ１２に捕集される。残りの不燃分はフライアッシュとなって燃焼廃ガス１３に同伴し炉外に排出される。炉外に排出されたフライアッシュは、節炭器（ＥＣＯ）１４、空気予熱器（ＡＨ）１５を経て一部がそれぞれの下部に設けられたアッシュホッパ１ａ，１ｂ内に沈降して燃焼廃ガスと分離される。燃焼廃ガスは、さらにコロナ放電を利用した電気集じん器（ＥＰ）１６、又はバグフィルターに送られ、残るフライアッシュが分離される。分離されたフライアッシュは集じん器下部に取り付けたアッシュホッパ１ｃ（通常複数基）に貯留される。前記各ホッパ１に貯留されたフライアッシュは、いずれも順次、アッシュサイロ７等、次工程に向けて搬出されて処理される。
【０００３】
これらのフライアッシュは燃焼炉の運転中、連続的に発生するので、アッシュの取出しも連続、安定して実施する必要があり、その処理システムは信頼性の高いものでなければならない。ホッパに貯留されたフライアッシュの搬出手段としていろいろな手段が実用されているが、我が国では一般に気体コンベアを利用する気流搬送システムを採用している。気流搬送には圧送式、吸引式、併用式があり、図１に吸引式の、図２には圧送式のフライアッシュ搬出システムをフローシートにより例示した。
【０００４】
各ホッパ１の底部に設けた灰出し口には、通常、アッシュインテークバルブ２と呼ばれる空気作動式のフラップバルブが取り付けられている。その開閉操作により各ホッパ内に貯留されたフライアッシュを気体コンベア３を通して順次搬出し、サイクロンなどの気固分離器６において搬送気体と分離し例えばサイロ７に搬送する。本例では、気体コンベアの吸引駆動装置又は圧送駆動装置にルーツブロア４，５を用いている。
【０００５】
アッシュインテークバルブの開閉制御は、気体コンベアの吸引圧力又は圧送圧力を測定してフライアッシュの搬出速度をほぼ一定に調整する機構になっている。吸引式気体コンベアの場合、ホッパからのアッシュ排出量が増加しコンベア内が高真空になるとアッシュインテークバルブを閉じ、排出量が減少して低真空になると開く。通常、１つのホッパのフライアッシュ搬出開始から完了するまでアッシュインテークバルブは、数〜数十回、開閉される。ホッパ内のフライアッシュ搬出が完了するとコンベア内が低真空になるので、低真空状態が一定時間継続したところで次のホッパからの搬出に移行させる。加圧式の場合には、コンベア内が高圧力になるとアッシュインテークバルブを閉じ、低圧力になると開く。また、フライアッシュ搬出が完了するとコンベア内が低圧力になるので、低圧力状態が一定時間継続したところで次のホッパからの搬出に移行させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ホッパ１らフライアッシュを取り出す時に留意しなけれはならないのは、ラットホールの問題である。ラットホール２１（図３参照）は、「チャネリング」あるいは「吹抜け」ともいわれ、ホッパ２２の底からフライアッシュ２３を取出中、フライアッシュ層に気体の吹抜通路が形成されて取り出せなくなることをいう。フライアッシュはラットホールを形成しやすく、かつ厄介なトラブルに繋がりやすいという事情がある。ラットホールが発生すると、吸引式では気体が吹き抜けフライアッシュの排出が止まって真空度が低下する。圧送式では気体がコンベアから流出して圧力が低下する。従来は、ラットホールの発生と搬出完了とを識別できなかったので、ラットホールの発生によってホッパが空になって搬出操作が完了したと判断し、通常よりも短い時間で搬出操作を完了させ、フライアッシュが残っているのに次のホッパの搬出処理に移行する。そして、残留フライアッシュの上には新たに高温のフライアッシュが投入されていた。
【０００７】
この様にして次々と残留フライアッシュが蓄積し長時間高温状態におかれると、互いに固着して大きく固まってくる。そして、ホッパの有効容積が小さくなり、あるいは大きな硬い塊が剥がれ落ちて搬出に支障を来し停止に至る。軽微な場合にはホッパを外壁のハンマーで叩くなどして復旧できるが、量が多くなるとマンホールを開いて人為的に固着した部分を粉砕、剥離して排出し復旧しなければならない。
【０００８】
従来から、ホッパ内の要所に粉面測定器を取り付けたり、ホッパ重量を検知するなどの対策を講じ、あるいは検討したが、フライアッシュが高温であること、設備改造費か過大になることなどのために問題の解決は容易ではなかった。本発明は、上記のようなラットホールによるトラブルを未然に防ぎ安定してフライアッシュを搬出できる方法及びそのシステムを課題として、研究し試行錯誤の結果、完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するため本発明は、複数基のフライアッシュホッパから、気体コンベアにより１基毎、順次にフライアッシュを次工程に搬出する方法であって、個々のホッパごとに１回の搬出に要する実効時間を求め、全ホッパを平均して平均搬出時間を算出し、算出した平均搬出時間に１以下の調整係数Ｋを乗じた値をしきい値時間とし、一方でフライアッシュ搬出中における気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出方法を開示する。
【００１０】
また、本発明は、複数基のフライアッシュホッパから、気体コンベアにより１基毎、順次にフライアッシュを次工程に搬出する方法であって、個々のホッパごとに１回の搬出に要する実効時間を求め、ホッパ毎に１以下の調整係数Ｋを設定して前記実効時間に乗じた値を当該ホッパのしきい値時間とし、一方でフライアッシュ搬出中における気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出方法を開示する。
【００１１】
前記の気体コンベアは、吸引式、圧送式いずれであってもよい。本発明は、とくに前記の異常発信によってラットホールブレーカを作動させ、その都度、ラットホールを消滅せしめて搬出を続行し、ホッパが空になるまで搬出を続行することが可能になる。
【００１２】
さらに本発明は、複数のフライアッシュホッパ１ａ，１ｂ，１ｃと、各ホッパ底部の開口部に取り付けられた内容物を取り出すためのアッシュインテークバルブ２と、前記バルブに接続されたフライアッシュ搬出用の気体コンベア３と、気体コンベアの吸引駆動装置４又は圧送駆動装置５と、前記気体コンベアに接続して搬送気流からフライアッシュを分離するする気固分離器６と、前記気固分離器に接続されたフライアッシュ槽７と、前記気体コンベアに取り付けたコンベア内の圧力測定発信器８と、ホッパからフライアッシュを搬出するのに要する実効時間Ｔに１以下の調整係数Ｋを乗じたＫＴをしきい値時間として入力し、一方で気体コンベア内の圧力変動を監視し、フライアッシュ搬出開始から前記のしきい値時間の到達前に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、異常発生を発信し、しきい値時間到達後に気体コンベア内の圧力が正常範囲から外れたことが検知された場合には、当該ホッパの搬出操作を完了して操作を次順のホッパ内フライアッシュの搬出開始に移行させる、シーケンス制御装置とからなる、ことを特徴とするフライアッシュの搬出システムを開示する。
【００１３】
なお、本発明において気体コンベア内の圧力もしくは圧力変動の測定・検知は、気体コンベア内の圧力を直接測定する手段に限られるものではなく、以下の場合も含まれる。すなわち、固気混合流体測定のために生じるトラブルを回避する等の理由で、吸引式の場合はフライアッシュを分離した後の吸引駆動装置気体吸引圧力、圧送式の場合はフライアッシュ混入前の圧送駆動装置気体吐出圧力の測定・検知によっても本発明の目的を達成できる。図１、図２にはその一例が示されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を利用すれば、ラットホール等の異常発生を素早く検知してその都度現象が軽微な間にラットホールブレーカを作動させ、その都度、ラットホールを消滅せしめて搬出を続行し、ホッパが空になるまで搬出を続行することが可能になる。そして、残留フライアッシュが長時間高温状態におかれ固着し、搬出に支障を来すようなトラブルにまで発展することを未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るフライアッシュの搬出方法及びそのシステムについて、図１及び図２を参照して具体的に説明する。図１及び図２は代表的な大型石炭燃焼炉を例に、図１では吸引式の、図２には圧送式のフライアッシュ搬出システムをフローシートにより例示した。
【００１６】
前記したように本発明は、複数のホッパに貯留されたフライアッシュを気体コンベアによりシーケンス制御を行って円滑に搬出するものである。前記のシーケンス制御は、正常なフライアッシュ搬出時の実効所要時間にもとづいてしきい値時間を設定し、しきい値時間内に発生する気体コンベアの圧力変動としきい値時間経過後に発生する圧力変動とを区別して、前記時間内に発生する圧力変動をラットホール等による異常事態と判定してその解消に向けて対処し、時間経過後に発生する圧力変動をフライアッシュ搬出完了によるものと判定し定められた次操作に移行させるものである。
【００１７】
一般に、石炭燃焼炉等の燃焼廃ガスに同伴するフライアッシュは、燃焼廃ガスと分離して節炭器１４、空気予熱器１５及び電気集じん器１６（又はバグフィルター等）の下部に設けたホッパ１ａ，１ｂ，１ｃに貯留される。このうち電気集じん器１６の下部には複数のホッパ１ｃが設けられることが多い。また、本例では、各ホッパ１ａ，１ｂ，１ｃに貯留されたフライアッシュは区別されることなく１系統の気体コンベア３によってフライアッシュ槽７に搬出されているが、各ホッパに貯留されるフライアッシュの粒度は上流側ほど粗いので、利用目的によっては各ホッパ１ａ，１ｂ中のフライアッシュを別途搬出し、電気集じん器下部に設けた複数のホッパを対象に本発明を実施してもよい。
【００１８】
ホッパ１ａ，１ｂ，１ｃに貯留されたフライアッシュは、１ホッパ毎に順次、次工程、例えばフライアッシュ槽７に搬出される。本発明を実施するには、まず、各ホッパ１ａ，１ｂ，１ｃについて、それぞれ正常運転時１回分の貯留フライアッシュを空にするまでに要する実効搬出時間Ｔを測定する。フライアッシュは、理想的にはホッパ１から連続排出されるが、前記したように気体コンベア３を円滑に作動させるため、排出開始から完了までの間に数〜数十回アッシュインテークバルブ２を開閉して排出量を制御している。実効搬出時間Ｔは、その間アッシュインテークバルブ２が開かれてフライアッシュが流れている時間の合計である。バルブが閉まっている時間は毎回変動するので、見掛け搬出時間を採用することによって発生する誤差を排除するためである。
【００１９】
つぎに、対象とするホッパ全体（ｎ基とする）の平均実効搬出時間（ΣＴｎ／Ｎ、但しＮ＝対象ホッパ数）を算出する。求めた平均搬出時間に１以下の係数Ｋ（０．８（０．０〜１．０可変）を乗じた値をしきい値時間（Ｋ・ΣＴｎ／Ｎ）とする。気体コンベアが吸引式の場合、ラットホールなどの異常が発生すると大量の空気が気体コンベア側に流れ込み、搬出終了時と同様に気体コンベア内の真空度が大きく低下する。これらの圧力変動の度合いは操業経験、試験等によって知ることができる。圧送式の場合には、フライアッシュが気体コンベアに供給されないために気体がコンベア内を吹き抜け、搬出終了時と同様に圧力が大きく低下する。Ｋを１．０以下に設定するのは、受け入れたフライアッシュのばらつき、ホッパのくせなどによって全量排出時間が必ずしも一定しないことに対する余裕のためである。
そこで本発明では、気体コンベア３内の圧力状態を監視し、大きな圧力変動、すなわち吸引式では真空度の低下、圧送式では搬送圧力の低下がしきい値時間到達以前に検知された場合には、ラットホールが発生したものと見なして対応操作に着手する。対応操作は装置により同じではないが、たとえば、ホッパに取り付けたバイブレータやノッカーなどのたラットホールブレーカを作動させてラットホールの消滅を試みる。ラットホールが消滅すれば、フライアッシュの搬出が始まり、気体コンベア内の圧力は正常値に戻る。前記の対応操作を３〜４回繰り返すことによっても前記圧力が正常値に戻らない場合には、ラットホールが解消しないか、ホッパ中が空であるかの可能性が高いので点検して対応することになる。しきい値を超える時間に低真空状態が発生する場合には、その状態が一定時間継続することを確認して、ホッパの全量排出が終了したものと見なし、次のホッパ内貯留アッシュの排出操作に移行する。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、フライアッシュを貯留したホッパから貯留物を次工程に搬出するに際に発生するラットホール等のトラブル対策として有効である。具体的には、ラットホール等の異常発生を素早く検知してその都度現象が軽微な間にラットホールブレーカを作動させ、ラットホールを消滅せしめてホッパが空になるまで搬出を続行することができる。その結果、残留フライアッシュが長時間高温状態におかれ固着するような大きなトラブルにまで発展することを未然に防ぎ、安定したフライアッシュの搬出が可能になる。重油や石炭を燃料とする発電所のボイラー等において、フライアッシュを搬出し処理する工程に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】吸引式フライアッシュ搬出システムの一例を示すフローシート
【図２】圧送式フライアッシュ搬出システムの一例を示すフローシート
【図３】ラットホールの説明図
【符号の説明】
【００２２】
１：フライアッシュホッパ（全ホッパ複数）
（１ａ：ＥＣＯ用、１ｂ：ＡＨ用、１ｃ：ＥＰ用）
２：アッシュインテークバルブ
３：フライアッシュ搬出用気体コンベア
４：吸引駆動装置（本例：ルーツブロワ）
５：圧送駆動装置（本例：ルーツブロワ）
６：気固分離器（バグフィルターなど）
７：フライアッシュ槽
８：気体コンベア内圧力測定発信器
１１：燃焼炉                    １２：クリンカホッパ
１３：燃焼廃ガス                １４：節炭器（ＥＣＯ）
１５：空気予熱器（ＡＨ）        １６：電気集じん器（ＥＰ）又はバグフィルター
２１：ラットホール              ２２：ホッパ
２３：フライアッシュ
【図１】
2005300011.tif 000003
【図２】
2005300011.tif 000004
【図３】
2005300011.tif 000005